不同無機磷水平飼糧添加植酸酶對斷奶仔豬骨骼鈣磷代謝的影響

王德海　楊維仁*　郭寶林　張崇玉　郭文文　王志恒

張?zhí)鞓s3　趙麗芳2

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，泰安271081；2.北京昕大洋科技發(fā)展有限公司，北京100081；3.臨沂新程金鑼牧業(yè)有限公司，臨沂276402)

不同無機磷水平飼糧添加植酸酶對斷奶仔豬骨骼鈣磷代謝的影響

王德海1楊維仁1*郭寶林2張崇玉1郭文文1王志恒1

張?zhí)鞓s3趙麗芳2

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，泰安271081；2.北京昕大洋科技發(fā)展有限公司，北京100081；3.臨沂新程金鑼牧業(yè)有限公司，臨沂276402)

摘要：本試驗旨在研究不同無機磷水平飼糧添加植酸酶對斷奶仔豬骨骼鈣磷代謝的影響。試驗選用192頭初重(9.12±0.29) kg、健康狀況良好的“杜×長×大”三元雜交斷奶仔豬，隨機分為6組，每組4個重復(fù)，每個重復(fù)8頭。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧(磷為6.00 g/kg)；試驗組在基礎(chǔ)飼糧中添加750 U/kg的植酸酶，無機磷添加量分別為對照組的100%、75%、50%、25%和0(鈣磷比為1.17～1.79)。試驗期35 d。在加植酸酶的條件下，降低無機磷的添加量，脛骨和跖骨的鈣磷及灰分含量以及肋骨磷含量降低且呈線性和二次相關(guān)(P<0.05)；血清成纖維細胞生長因子(FGF23)含量以及骨合成生化指標(biāo)骨鈣蛋白(BGP)、護骨素(OPG)含量和骨特異性堿性磷酸酶(BAP)活性降低且呈線性和二次相關(guān)(P<0.05)；血清降鈣素(CT)含量，骨吸收生化指標(biāo)Ⅰ型膠原C端肽(CTX-Ⅰ)、骨橋蛋白(OPN)含量，抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP-5b)以及1,25-二羥維生素D3[l,25-(OH)2D3]活性升高且呈線性和二次相關(guān)(P<0.05)。無機磷水平為75%的加植酸酶組與對照組相比，骨鈣磷及灰分含量、骨合成生化指標(biāo)、骨吸收生化指標(biāo)差異不顯著(P>0.05)；無機磷水平為50%的加植酸酶組與對照組相比，骨灰分含量、骨合成生化指標(biāo)差異不顯著(P>0.05)，骨吸收生化指標(biāo)顯著升高(P<0.05)。與對照組相比，上述2組血清l,25-(OH)2D3活性、CT含量顯著升高(P<0.05)，F(xiàn)GF23含量顯著降低(P<0.05)。綜上所述，在加植酸酶的條件下，脛骨和跖骨的鈣磷和灰分含量以及肋骨磷含量與無機磷的添加量呈線性和二次相關(guān)；骨代謝激素及骨代謝生化指標(biāo)能準(zhǔn)確反映骨代謝狀況，且比常規(guī)指標(biāo)更敏感。綜合各項指標(biāo)，在斷奶仔豬飼糧中添加植酸酶可以替代25%(0.52 g/kg)的無機磷添加量。

關(guān)鍵詞：斷奶仔豬；磷；植酸酶；骨骼；骨代謝生化指標(biāo)

磷和鈣是動物體內(nèi)必需的礦物元素。與鈣相比，磷的攝入量更能影響骨骼的發(fā)育和代謝[1]，其缺乏會引起動物肢蹄病的增加[2]，但過量的磷添加會增加飼料成本以及磷排放造成對環(huán)境的污染[3]。為了提高飼糧中磷的利用率，植酸酶在飼料生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用[4-5]。活體屠宰評價動物骨骼性能的方法代價太高，而骨代謝標(biāo)志物能反映動物鈣磷營養(yǎng)狀況[6]，為我們探討快速準(zhǔn)確地檢測骨骼代謝狀況的方法提供了新的參考。國內(nèi)外有關(guān)飼糧無機磷水平對骨骼性能的研究大多集中在家禽方面，而豬上研究較少，關(guān)于無機磷對斷奶仔豬骨代謝調(diào)節(jié)激素及骨代謝生化標(biāo)志物的影響尚未見報道。因此，本試驗以斷奶仔豬為研究對象，研究飼糧添加植酸酶并梯度降低無機磷的添加量對斷奶仔豬骨骼性能和骨代謝激素及生化標(biāo)志物的影響，為研究豬骨骼代謝提供新的指標(biāo)參考，并為生產(chǎn)中應(yīng)用植酸酶替代無機磷提供理論依據(jù)。

1材料和方法

1.1試驗材料

植酸酶，活性為6 000 U/g，北京昕大洋科技發(fā)展有限公司提供；飼料級磷酸氫鈣(CaHPO4)，磷含量16.36%，鈣含量20.92%。

1.2試驗設(shè)計

試驗選用(40±2)日齡、初始體重[(9.12±0.29) kg]相近、健康狀況良好的“杜×長×大”三元雜交斷奶仔豬192頭，隨機分為6組，每組4個重復(fù)，每個重復(fù)8頭。各組豬初始體重差異不顯著(P>0.05)。組1為對照組，飼喂基礎(chǔ)飼糧；組2～6為試驗組，分別在基礎(chǔ)飼糧中添加750 U/kg的植酸酶，無機磷添加量分別為對照組的100%、75%、50%、25%和0。

1.3試驗飼糧

基礎(chǔ)飼糧參考NRC(1998)[7]10～20 kg豬營養(yǎng)需要量配制，其組成及營養(yǎng)水平見表1。飼糧鈣、磷含量按試驗要求調(diào)整，各組飼糧礦物質(zhì)及植酸酶添加水平見表2。

1.4飼養(yǎng)管理

試驗豬在同一圈舍內(nèi)統(tǒng)一飼養(yǎng)管理，試驗期間控制舍內(nèi)溫度(21±3) ℃及相對濕度(80±3)%。預(yù)試期7 d，正試期35 d。試驗豬自由采食飲水。免疫、消毒、衛(wèi)生等按豬場常規(guī)程序進行。試驗地點為山東臨沂良種豬繁育場。

表1　基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1)預(yù)混料為每千克飼糧提供 The premix provided the following per kg of the diet：VA 8 000 IU，VD33 000 IU，VK32.00 mg，VB11.50 mg，VB26.00 mg，VB62.20 mg，VB120.04 mg，泛酸 pantothenic acid 14.00 mg，煙酸 nicotinic acid 45.00 mg，生物素 biotin 0.15 mg，葉酸 folic acid 1.20 mg，Mn 40.00 mg，F(xiàn)e 120.00 mg，Cu 10.00 mg，Zn 130.00 mg，Se 0.30 mg，I 0.50 mg。

2)營養(yǎng)水平為計算值。Nutrient levels were calculated values.

1.5測定指標(biāo)及方法

1.5.1骨骼指標(biāo)

于試驗第35天，從每個重復(fù)中選取1頭中等體重、健康的仔豬屠宰，取其右側(cè)后腿第4跖骨、脛骨和第10肋骨并稱重。骨灰分含量測定按常規(guī)方法[8]進行。骨灰分中鈣含量采用高錳酸鉀滴定法測定；總磷含量采用鉬黃比色法(WFJ-7200分光光度計)測定，植酸磷含量采用三氯乙酸法[8]測定。

表2　試驗飼糧礦物質(zhì)及植酸酶添加水平

*實測值 Measured values。

1.5.2血清生化指標(biāo)

試驗第34天早飼前，每個重復(fù)選取1頭最接近平均體重的豬，前腔靜脈采血20 mL，3 000 r/min離心取上層血清-20 ℃保存?zhèn)溆?。用雙抗體夾心法測定豬甲狀旁腺素(PTH)、豬降鈣素(CT)、Ⅰ型膠原C端肽(CTX-Ⅰ)、骨橋蛋白(OPN)、骨鈣蛋白(BGP)、成纖維細胞生長因子(FGF23)、護骨素(OPG)含量和骨特異性堿性磷酸酶(BAP)、抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP-5b)、1,25-二羥維生素D3[l,25-(OH)2D3]活性。試劑盒均購自美國R & D公司，酶標(biāo)儀為芬蘭Labsystems Multiskan MS生產(chǎn)的352型。

1.6數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用SAS 9.1統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，差異顯著性采用Duncan氏法進行多重比較(P<0.05者為差異顯著)，對不同無機磷添加水平的處理效應(yīng)進行線性和二次回歸分析。

2結(jié)果與分析

2.1骨灰分及鈣磷含量

不同無機磷水平飼糧添加植酸酶對斷奶仔豬骨灰分及鈣磷含量的影響見表3。結(jié)果表明：在加植酸酶的條件下，隨無機磷添加量的降低，脛骨、跖骨以及肋骨的磷含量降低(P<0.05)，且呈線性和二次相關(guān)(P<0.05)；肋骨鈣及灰分含量差異不顯著(P>0.05)，脛骨和跖骨鈣及灰分含量降低(P<0.05)，且呈線性和二次相關(guān)(P<0.05)，但無機磷水平由100%到75%，脛骨鈣含量差異不顯著(P>0.05)，無機磷水平由100%到50%，跖骨鈣及灰分含量差異不顯著(P>0.05)。結(jié)果顯示，骨磷含量比骨鈣及灰分含量對飼糧無機磷水平的變化更為敏感。此外，組2和組3骨鈣、磷及灰分含量差異不顯著(P>0.05)，組4與對照組骨灰分含量差異不顯著(P>0.05)。

2.2骨代謝激素

不同無機磷水平飼糧添加植酸酶對斷奶仔豬骨代謝激素的影響見表4。結(jié)果表明：在飼糧無機磷添加量為100%條件下，添加植酸酶對血清PTH、CT和FGF23含量以及l(fā),25-(OH)2D3活性無顯著影響(P>0.05)。在加植酸酶的條件下，降低無機磷的添加量，血清PTH含量差異不顯著(P>0.05)；血清CT含量及l(fā),25-(OH)2D3活性顯著升高(P<0.05)，且呈線性和二次相關(guān)(P<0.05)；血清FGF23含量顯著降低(P<0.05)，且呈線性和二次相關(guān)(P<0.05)。組2與低無機磷水平加植酸酶組血清l,25-(OH)2D3活性以及FGF23、CT含量均有顯著差異(P<0.05)，說明與骨成分相比，骨代謝激素對飼糧無機磷水平的變化更敏感。

2.3骨合成生化指標(biāo)

不同無機磷水平飼糧添加植酸酶對斷奶仔豬骨合成生化指標(biāo)的影響見表5。結(jié)果表明：在飼糧無機磷添加量為100%條件下，添加植酸酶，血清BAP活性、OPG含量顯著升高(P<0.05)。加植酸酶條件下，降低無機磷的添加量，血清BAP活性及BGP、OPG含量顯著降低(P<0.05)，且呈線性和二次相關(guān)(P<0.05)。說明隨著飼糧無機磷水平的降低，成骨細胞活性減弱，骨形成降低，吸收的磷更多滿足機體的磷需求。無機磷水平為75%、50%的加植酸酶組與對照組相比，血清BAP活性及BGP、OPG含量差異不顯著(P>0.05)；無機磷水平為25%、0的加植酸酶組與對照組相比，血清BAP活性、BGP含量顯著降低(P<0.05)，說明無機磷添加水平低于50%(4.90 g/kg)時，骨合成作用減弱。

表3　不同無機磷水平飼糧添加植酸酶對斷奶仔豬骨灰分及鈣磷含量的影響

同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同字母表示差異顯著(P<0.05)，相同字母或無字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。

Values in the same column with different letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same letter or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

骨鈣磷含量為骨鮮重基礎(chǔ)，灰分含量為脫脂干骨重基礎(chǔ)。

The contents of calcium and phosphorus were calculated on the basis of fresh weight of bone, and the ash content was calculated on the defatted weight.

表4　不同無機磷水平飼糧添加植酸酶對斷奶仔豬骨代謝激素的影響

表5　不同無機磷水平飼糧添加植酸酶對斷奶仔豬骨合成生化指標(biāo)的影響

2.4骨吸收生化指標(biāo)

不同無機磷水平飼糧添加植酸酶對斷奶仔豬骨吸收生化指標(biāo)的影響見表6。結(jié)果表明：在飼糧無機磷添加量為100%條件下，添加植酸酶，血清CTX-Ⅰ、OPN含量及TRACP-5b活性顯著降低(P<0.05)。加植酸酶條件下，降低無機磷的添加量，血清CTX-Ⅰ、OPN含量及TRACP-5b活性顯著升高(P<0.05)，且呈線性和二次相關(guān)(P<

0.05)，說明飼糧無機磷水平的降低使破骨細胞活性增強，增加骨磷釋放，滿足機體的磷需求。組3與對照組相比，血清CTX-Ⅰ、OPN含量及TRACP-5b活性差異不顯著(P>0.05)，而無機磷水平為50%、25%、0的加植酸酶組與對照組相比則顯著升高(P<0.05)，說明無機磷添加水平低于75%(5.48 g/kg)時，骨吸收作用增強。

表6　不同無機磷水平飼糧添加植酸酶對斷奶仔豬骨吸收生化指標(biāo)的影響

3討論

3.1不同無機磷水平飼糧添加植酸酶對斷奶仔豬骨灰分及鈣磷含量的影響

植酸酶可以釋放畜禽飼料中植酸形式的磷元素，提高飼糧鈣、磷等礦物元素的表觀消化率，促進這些礦物元素在骨骼的沉積，提高骨灰分含量[9-11]；而且植酸酶釋放植酸磷的作用，在高磷條件下效果不明顯，而在低磷條件下更顯著[12]。本研究中，在無機磷添加量為100%(6.00 g/kg)條件下，添加植酸酶脛骨、肋骨、跖骨鈣磷及灰分含量差異不顯著。說明6.00 g/kg磷水平能夠滿足斷奶仔豬的需求。

豬的骨生長主要發(fā)生在12周齡，并伴隨著肌肉及體重的快速增加[13-14]，獲得最佳骨骼性能時斷奶仔豬飼糧無機磷的添加水平比獲得最佳生產(chǎn)性能要高[15-16]。Varley等[17]報道，鈣磷比一定的條件下，隨飼糧磷水平提高，骨骼鈣磷及灰分含量增加。本試驗中，在加植酸酶的條件下，隨著飼糧無機磷水平的降低，跖骨和脛骨鈣磷及灰分含量降低且呈線性和二次相關(guān)，李佳等[18]在生長育肥豬的試驗中也得到類似結(jié)論。研究發(fā)現(xiàn)骨密度與骨灰分含量高度正相關(guān)[19-20]，飼糧無機磷水平降低會影響斷奶仔豬的骨骼性能。本研究中，組3與對照組和組2相比，骨骼鈣、磷、灰分含量差異不顯著；組4與對照組骨灰分含量差異不顯著，但骨磷含量顯著降低，與組2相比，骨磷及脛骨灰分含量顯著降低。所以，植酸酶可以替代25%(0.52 g/kg)的無機磷添加量而不影響骨骼成分含量。

3.2不同無機磷水平飼糧添加植酸酶對斷奶仔豬骨代謝激素的影響

本試驗條件下，無機磷添加量及植酸酶對血清PTH含量無顯著影響，這可能是因為PTH的分泌主要受血鈣濃度控制[21]，本課題組前期試驗各組間血鈣濃度差異不顯著[22]，故血清PTH的含量差異不顯著。加植酸酶條件下，血清CT、l,25-(OH)2D3活性隨飼糧無機磷水平降低升高且呈線性和二次相關(guān)，75%、50%、25%、0無機磷水平組間血清l,25-(OH)2D3活性差異不顯著，但與對照組相比顯著升高。低磷刺激機體腎臟分泌l,25-(OH)2D3，其能增加破骨細胞數(shù)量并提高對PTH的反應(yīng)性，促進骨質(zhì)溶解；另外，l,25-(OH)2D3也能促進成骨細胞對鈣的轉(zhuǎn)運，控制骨的生成和鈣化作用，使骨的代謝和更新加快[21]。但CT能抑制破骨細胞的生成和活動，其血清含量隨飼糧無機磷水平降低而升高可能是因為飼糧鈣水平不變，鈣的吸收率增大，導(dǎo)致血鈣升高，刺激機體分泌CT，也可能是因為破骨作用增強，為了維持鈣磷代謝平衡，CT代償性地分泌增加。FGF23的主要作用是作為排磷因子以及l(fā),25-(OH)2D3的反向調(diào)節(jié)激素[23]，減少l,25-(OH)2D3的生成，同時使l,25-(OH)2D3在腎臟近曲小管被滅活[24]。過量的FGF23可以通過抑制可溶性轉(zhuǎn)運蛋白家族34成員引起低磷血癥。本研究中，血清FGF23含量隨飼糧無機磷水平降低顯著降低可以減少磷排泄，同時減弱對l,25-(OH)2D3的抑制，促進腎磷的重吸收及骨骼鈣磷動員。本研究結(jié)果表明，低磷組與對照組血清骨代謝激素CT、FGF23含量及l(fā),25-(OH)2D3活性均差異顯著，說明骨代謝激素對飼糧磷水平變化非常敏感。

3.3不同無機磷水平飼糧添加植酸酶對斷奶仔豬骨合成生化指標(biāo)的影響

BAP是血清堿性磷酸酶同工酶之一，由成骨細胞合成分泌的特異性產(chǎn)物，是成骨細胞表面的一種糖蛋白。BAP在成骨過程中解除焦磷酸鹽對骨礦形成的抑制作用，促進骨形成，是評價全身性骨形成和骨轉(zhuǎn)換最好的酶指標(biāo)之一[25]。BGP在1,25-(OH)2D3調(diào)控基質(zhì)礦化階段由成骨細胞產(chǎn)生，約占骨組織中非膠原骨蛋白總量的25%，是骨中最豐富的非膠原骨蛋白之一。BGP是唯一在礦化組織中大量存在的骨代謝標(biāo)志物，因此是骨形成的最直接反映[26]，其主要功能是維持骨的正常礦化速率，抑制異常的羥磷灰石結(jié)晶的形成，抑制生長軟骨礦化的速度，促進骨組織礦物質(zhì)沉積的正常鈣化過程。成骨細胞合成的BGP大約有20%釋放入血，血清BGP含量和骨組織BGP含量呈正相關(guān)，因此血中的BGP含量可反映骨組織中BGP的合成狀況。OPG/RANKL(核因子κB受體活化因子配體)/RANK(核因子κB受體活化因子)系統(tǒng)是近年來骨科研究領(lǐng)域中的重大突破，OPG是RANKL的假性受體，能抑制前體溶骨細胞分化和成熟溶骨細胞形成骨吸收陷窩，并誘導(dǎo)溶骨細胞凋亡，并可拮抗促骨吸收因子如l,25-(OH)2D3、前列腺素E2和PTH等引起的骨吸收[27]。本研究中，加植酸酶條件下，隨無機磷添加量的降低，血清BAP活性及BGP、OPG含量降低且呈線性和二次相關(guān)，缺少OPG的抑制，前體溶骨細胞分化成成熟溶骨細胞，形成骨吸收陷窩，骨吸收作用增強。血清BAP活性、BGP含量降低，焦磷酸鹽對骨礦形成的抑制作用增強，骨組織礦物質(zhì)沉積的正常鈣化減弱，骨形成減弱。然而，在人類醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，骨質(zhì)疏松及佝僂病患者的血清BAP活性要高于正常人水平，這可能是因為本研究所用斷奶仔豬處于生長階段，本身骨形成作用大于骨吸收，飼糧磷水平的降低只是降低了仔豬的骨骼合成，并沒有達到引起骨代謝疾病的程度，也可能是因為其他未知原因，需要進一步研究確認(rèn)。

3.4不同無機磷水平飼糧添加植酸酶對斷奶仔豬骨吸收生化指標(biāo)的影響

TRACP5b是破骨細胞分泌的骨轉(zhuǎn)換生化標(biāo)志物，它能反映骨吸收的狀態(tài)，可以通過檢測其血液濃度來實現(xiàn)骨吸收總量的檢測[28]。CTX-Ⅰ是骨吸收時破骨細胞降解Ⅰ型膠原釋放出的特殊序列分解片段，在血清中生理變異小，穩(wěn)定性好，可以特異的反映骨轉(zhuǎn)換骨吸收[29]。OPN對于破骨細胞的生理功能非常重要，它可促進破骨細胞與骨基質(zhì)的黏附，誘導(dǎo)破骨細胞的破骨過程，為骨吸收創(chuàng)造條件，可能是骨質(zhì)疏松癥發(fā)病機制中的重要環(huán)節(jié)。OPN不僅能抑制骨礦晶體的生成和增殖，而且促進破骨細胞的復(fù)原和聚集，在骨吸收中起到重要作用[30-31]。在本研究中，隨飼糧無機磷添加量的降低，機體磷攝入量減少，血清磷濃度降低，OPN分泌增加，抑制骨礦晶體的生成和增殖，促進破骨細胞的復(fù)原和聚集，破骨細胞活躍，血液中TRACP5b、CTX-Ⅰ活性增加。

綜上所述，組4與對照組相比，骨灰分含量差異不顯著，然而骨吸收生化指標(biāo)顯著升高，說明機體已接近磷缺乏狀態(tài)，容易造成磷缺乏。組3與對照組相比，骨鈣磷及灰分含量、骨合成生化指標(biāo)、骨吸收生化指標(biāo)差異不顯著，故添加植酸酶可以替代25%(0.52 g/kg)的無機磷添加量而不影響斷奶仔豬骨骼健康和鈣磷代謝。

4結(jié)論

① 在加植酸酶的條件下，脛骨和跖骨的鈣磷及灰分含量、肋骨磷含量與無機磷的添加量呈線性和二次相關(guān)。

② 骨代謝激素及骨代謝生化指標(biāo)能準(zhǔn)確反映骨代謝狀況，且比常規(guī)指標(biāo)更敏感。

③ 綜合各項指標(biāo)，在斷奶仔豬飼糧中添加750 U/kg的植酸酶可以替代25%(0.52 g/kg)的無機磷添加量。

參考文獻：

[1]SHAPIRO R,HEANNEY R P.Co-dependence of calcium and phosphorus for growth and bone development under conditions of varying deficiency[J].Bone,2003,32(5):532-540.

[2]TILMAN D,FARGIONE J,WOLFF B,et al.Forecasting agriculturally driven global environmental change[J].Science,2001,292(5515):281-284.

[3]靳波,趙海忠.豬腿蹄病的研究進展及防治[J].湖北畜牧獸醫(yī),2006(2):24-26.

[4]于明,邊連全,程波.低磷日糧中添加植酸酶對生長豬生產(chǎn)性能及飼料中磷、鈣和蛋白質(zhì)表觀消化率的影響[J].畜牧與獸醫(yī),2013,45(2):32-36.

[5]閆俊浩,黃海濱,禚梅,等.植酸酶和磷酸氫鈣對育肥豬生長性能和養(yǎng)分消化率的影響[J].畜牧與獸醫(yī),2009,41(4):33-36.

[6]MELTON Ⅲ L J,ATKINSON E J,O’CONNOR M K,et al.Determinants of bone loss from the femoral neck in women of different ages[J].Journal of Bone and Mineral Research,2000,15(1):24-31.

[7]李長忠,張宏福.NRC(1998)第十版豬營養(yǎng)需要量表[J].國外畜牧學(xué):飼料,1998(3):37-48.

[8]張麗英.飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)[M].2版.北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2003.

[9]戚廣州.不同劑量和劑型植酸酶對肉仔雞生產(chǎn)性能、養(yǎng)分利用率影響的研究[D].碩士學(xué)位論文.南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2009.

[10]VARLEY P F,CALLAN J J,O’DO HERTY J V.Effect of phosphorus level and phytase inclusion on the performance,bone mineral concentration,apparent nutrient digestibility,and on mineral and nitrogen utilisation in finisher pigs[J].Irish Journal of Agricultural and Food Research,2010,49(2):141-152.

[11]KUMAR V,SINHA A K,MAKKAR H P S,et al.Phytate and phytase in fish nutrition[J].Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition,2012,96(3):335-364.

[12]LEI X G,STAHL C H.Nutritional benefits of phytase and dietary determinants of its efficacy[J].Journal of Applied Animal Research,2000,17(1):97-112.

[13]BROWN R G,AESCHBACHER H U,FUNK D.Connective tissue metabolism in swine.Ⅳ.Growth dependent changes in the composition of long bones in female swine[J].Growth,1972,36(4):389-406.

[14]TANCK E,HOMMINGA J,VAN LENTHE G H,et al.Increase in bone volume fraction precedes architectural adaptation in growing bone[J].Bone,2001,28(6):650-654.

[15]CROMWELL G L,HAYS V W,SCHERER C W,et al.Effects of dietary calcium and phosphorus on performance and carcass,metacarpal and turbinate characteristics of swine[J].Journal of Animal Science,1972,34(5):746-751.

[16]VARLEY P F,SWEENEY T,RYAN M T,et al.The effect of phosphorus restriction during the weaner-grower phase on compensatory growth,serum osteocalcin and bone mineralization in gilts[J].Livestock Science,2011,135(2/3):282-288.

[17]VARLEY P F,CALLAN J J,O’DOHERTY J V.Effect of dietary phosphorus and calcium level and phytase addition on performance,bone parameters,apparent nutrient digestibility,mineral and nitrogen utilization of weaner pigs and the subsequent effect on finisher pig bone parameters[J].Animal Feed Science and Technology,2011,165(3/4):201-209.

[18]李佳,解鵬,吳東波,等.日糧不同磷水平和鈣磷比對生長肥育豬生產(chǎn)性能的影響[J].獸藥與飼料添加劑,2006,11(4):3-4.

[19]MITCHELL A D,CONWAY J M,SCHOLZ A M.Incremental changes in total and regional body composition of growing pigs measured by dual-energy x-ray absorptiometry[J].Growth,Development,and Aging:GDA,1995,60(2):95-105.

[20]RYAN W F,LYNCH P B,O’DOHERTY J V.Effect of dietary phosphorus on the development of bone mineral density of pigs assessed using dual energy X-ray absorptiometry[J].Livestock Science,2011,137(1/2/3):101-107.

[21]楊秀平.動物生理學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2002.

[22]王志恒,楊維仁,郭寶林,等.不同無機磷水平日糧添加植酸酶對保育豬生長性能、血清生化指標(biāo)及養(yǎng)分表觀消化率的影響[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報,2015,46(10):1891-1898.

[23]KUROSU H,OGAWA Y,MIYOSHI M,et al.Regulation of fibroblast growth factor-23 signaling by klotho[J].Journal of Biological Chemistry,2006,281(10):6120-6123.

[24]SHIMADA T,MIZUTANI S,MUTO T,et al.Cloning and characterization of FGF23 as a causative factor of tumor-induced osteomalacia[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2001,98(11):6500-6505.

[25]PLEBANI M,BERNARDI D,ZANINOTTO M,et al.New and traditional serum markers of bone metabolism in the detection of skeletal metastases[J].Clinical Biochemistry,1996,29(1):67-72.

[26]PEICHL P,GRIESMACHER A,MüLLER M M,et al.Serum osteocalcin and urinary crosslaps are suitable markers of bone turnover in response to short-term hormone replacement therapy[J].Gynecological Endocrinology,2000,14(5):374-381.

[27]KHOSLA S.Minireview:the OPG/RANKL/RANK system[J].Endocrinology,2001,142(12):5050-5055.

[28]SHIDARA K,INABA M.Bone metabolic marker for osteoporosis[J].Nihon Rinsho.Japanese Journal of Clinical Medicine,2009,67(5):927-931.

[30]SHAPSES S A,CIFUENTES M,SPEVAK L,et al.Osteopontin facilitates bone resorption,decreasing bone mineral crystallinity and content during calcium deficiency[J].Calcified Tissue International,2003,73(1):86-92.

[31]KITAHARA K,ISHIJIMA M,RITTLING S R,et al.Osteopontin deficiency induces parathyroid hormone enhancement of cortical bone formation[J].Endocrinology,2003,144(5):2132-2140.

(責(zé)任編輯田艷明)

Effects of Different Inorganic Phosphorus Levels on Bone Calcium and Phosphorus Metabolism of Weaned Piglets Fed Phytase Supplementation Diets

WANG Dehai1YANG Weiren1*GUO Baolin2ZHANG Chongyu1GUO Wenwen1WANG Zhiheng1ZHANG Tianrong3ZHAO Lifang2

(1. College of Animal Science and Technology, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China;2. Beijing Smistyle Sci.& Tech. Development Co., Ltd., Beijing 100081, China; 3. Linyi Xincheng Jinluo Animal Husbandry Co., Ltd., Linyi 276402, China)

Abstract:The objective of this study was to estimate the influence of different inorganic phosphorus level diets supplemented with phytase on bone calcium and phosphorus metabolism of weaned piglets. A total of 192 healthy post-weaned piglets (Duroc×Landrace×Largewhite) with an average body weight of (9.12±0.29) kg were randomly divided into 6 groups with 4 replicates in each group, and 8 piglets per replicate. Control group was fed a basal diet (phosphorus content was 6.00 g/kg), experimental groups were fed diets supplemented with 750 U/kg phytase, and inorganic phosphorus addition level was 100%, 75%, 50%, 25% and 0 (calcium-phosphorus ratio was 1.17 to 1.79) of the control group, respectively. The experiment lasted for 35 d. The results showed that with phytase supplementation, the dietary inorganic phosphorus level reduction resulted in a linear and quadratic decrease in contents of tibia and metatarsal bone calcium, phosphorus and ash and the rib bone phosphorus content (P<0.05), and got the same effects on contents of serum fibroblast growth factors (FGF23), biochemical indices of bone synthesis such as bone gla protein (BGP) and osteoprotegerin (OPG) contents, and bone-specific alkaline phosphatase (BAP) activity (P<0.05); it also resulted in a linear and quadratic increase in serum calcitonin (CT) content, biochemical indices of bone resorption such as contents of C-terminal telopeptide of typeⅠcollagen (CTX-Ⅰ) and osteopontin (OPN), and tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP5b) activity, as well as 1,25-dihydroxyvitamin D [l,25-(OH)2D3] activity (P<0.05). Compared with control group, 75% inorganic phosphorus level + phytase group had no significant difference on contents of bone calcium, phosphorus and ash, and biochemical indices of bone synthesis and resorption (P>0.05); 50% inorganic phosphorus level+phytase group had no significant difference on bone ash content and biochemical indices of bone synthesis (P>0.05), but got significantly higher biochemical indices of bone resorption (P<0.05). Meanwhile, these two groups above both had significantly higher serum l,25-(OH)2D3 activity and CT content (P<0.05), but a significantly lower FGF23 content compared with control group (P<0.05). In summary, with phytase supplementation in diets, contents of calcium, phosphorus and ash in tibias and metatarsus and phosphorus in ribs are linear and quadratic correlated with inorganic phosphorus addition level. Hormones and biochemical indices of bone metabolism can accurately reflect the situation of bone metabolism, and are more sensitive than conventional indicators. Dietary phytase supplementation for weaned piglets can replace 25% (0.52 g/kg) inorganic phosphorus.[Chinese Journal of Animal Nutrition, 2016, 28(6)：1850-1858]

Key words:weaned piglets; phosphorus; phytase; bone; bone metabolism biochemical indices

doi：10.3969/j.issn.1006-267x.2016.06.028

收稿日期：2015-12-16

基金項目：山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系生豬創(chuàng)新團隊建設(shè)項目(SDAIT-08-05)

作者簡介：王德海(1989—)，男，山東德州人，碩士研究生，研究方向為動物營養(yǎng)與飼科學(xué)。E-mail： haide.wang@163.com *通信作者：楊維仁，教授，博士生導(dǎo)師，E-mail： wryang@sdau.edu.cn

中圖分類號：S816

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-267X(2016)06-1850-09

*Corresponding author, professor, E-mail: wryang@sdau.edu.cn